Датчик тахометрического расходомера Советский патент 1980 года по МПК G01F1/06 

Изобретение относится к области измерения расходов с помощью тахометрических расходомеров. Известны датчики тахометрических расходомеров, имеющие сравнительно невысокий ресурс работы и диапазон измерения за счет наличия опор вращения 1. Известны также датчики тахометрических расходомеров, содержащие корпус со ступицей, струенаправляющее устройство, безопорный чувствительный элемент, выполненный в виде крыльчатки и узел съема сигнала. Однако эти датчики не обладают достатбчной чувствительностью и диапазоном измерения 2. В предлагаемом датчике, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерения, чувствительный элемент выполнен в виде расположенных по кольцу нескольких шариков, между которыми размещены винтовые пружины. С целью определения направления потока, чувствительный элемент выполнен в виде расположенных по кольцу не менее трех шариков, между которыми размещены винтовые пружины различной длины, кроме того, чувствительный элемент может быть выполнен в виде расположенных по кольцу не менее щести шариков, не менее трех из которых могут быть выполнены из ферромагнитного материала, между которыми размещены винтовые пружины одинаковой длины. На фиг. 1 показана схема расположения шариков и пружин в поперечном сечении корпуса шарикового расходомера; на фиг. 2то же, для варианта конструкции с тремя шариками,-позволяющей определять направление потока; на фиг. 3 - временная диаграмма токов в обмотке узла съема сигнала для варианта конструкции на фиг. 2; на фиг. 4 - схема расположения шести щариков и шести пружин, позволяющая определить направление потока. В кольцевом пространстве, образованном корпусом 1, ступицей 2 и ограничительными кольцами (на чертеже видно одно из ограничительных колец 3), размещены шарики 4 и винтовые пружины 5 сжатия одинаковой длины. Для съема сигнала в момент прохождения шарика 4 служит магнитоиндукционный преобразователь 6, который может быть заменен любым другим, реагирующим на прохождение шариков. Винтовым

пружинам 5 сжатия придана слегка изогнутая форма так, чтобы их ось совпадала с окружностью, проведенной через центры шариков. Диаметр крайних витков пружины меньше диаметра шарика.

С целью получения возможности определения направления потока, основной вариант конструкции, показанный на фиг. 1, видоизменен следующим образом (фиг. 2): винтовые пружины сжатия 5, 7 и 8 имеют разную длину.

На фиг. 4 показан вариант конструкции, также обеспечивающий определение направления потока, содержащий щесть шариков и шесть пружин одинаковой длины, отличающийся от варианта на фиг. 2 тем, что он гидродинамически сбалансирован. Шарики 4, 7 и 8 выполнены из ферромагнитного материала, остальные три шарика из немагнитного материала.

В конструкции отсутствует жесткая связь между шариками и пружинами. В то же время система шарики-пружины вращается под действием закрученного потока, являясь безонорным чувствительным элементом тахометрического преобразователя расхода.

При вращении чувствительного элемента под действием потока вследствие различия в величинах местных мгновенных скоростей могут возникать незначительные смещения шариков относительно друг друга, величина которых будет определяться жесткостью пружин и различием в величинах местных скоростей. Возможно и появление внутренних колебаний шариков внутри системы шарики-пружины, которые будут снимать внутреннее трение в системе.

В описываемом датчике крайние витки винтовых пружин выполняют роль турбулизирующего кольца.

Определение направления потока происходит по изменению последовательности прихода импульсов тока, разделенных временными интервалами различной длительности.

Формула изобретения

1. Датчик тахометрического расходомера, содержащий корпус со ступицей, струенаправляющее устройство, безопорный чувствительный элемент и узел съема сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения

чувствительности и расширения диапазона измерения, чувствительный элемент выполнен в виде расположенных по кольцу нескольких шариков, между которыми размешены винтовые пружины.

2.Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью определения направления потока, винтовые пружины выполнены различной длины, а число шариков не менее трех.

3.Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью определения направления потока, винтовые пружины выполнены одинаковой длины, а число шариков не менее шести, причем, не менее трех из них выполнены из ферромагнитного материала.

Источники информации, при,нятые во внимание при экспертизе 1. Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества. Л., 1975, с. 328.

2. Бошняк Л. Л. и Вызов Л. Н. Тахометрические расходомеры. Л., 1068, с. 40-41 - (прототип).

Л/

/L AjLM Ll±yb

М/

-1-